[發明專利]正交頻分復用OFDM信號的峰平比抑制方法

有效

• 申請號: 201410078910.1
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103812817B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 王勇;楊超;周建;葛建華;宮豐奎
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及無線正交頻分復用OFDM調制傳輸信號的峰平比PAPR抑制方法，可廣泛應用于各類新一代寬帶OFDM無線通信系統。

背景技術

正交頻分復用OFDM調制技術具有高的頻譜效率以及有效抑制多徑衰落、符號間干擾等優點，可以在有效利用頻譜資源的同時，解決無線移動環境中的許多問題，因此成為無線通信應用中的熱門技術。OFDM調制將信號序列分成N個并行的序列，每個并行序列調制1個子載波，每個子載波所占用的帶寬小于信道的相關帶寬，因此，信號經歷一個頻率非選擇性信道。但是，由于OFDM信號由多個獨立的子載波信號相加而成，這就造成了OFDM系統有一個很嚴重的缺點：當多個子載波信號相位相同時，通過相互疊加就會產生較高的峰平比PAPR。若傳輸信號的峰平比很高，為了保證信號能夠獲得線性放大，必然要求發射機功率放大器具有寬的線性動態范圍，并且對D/A數模變換器的精度也有較高要求，從而導致OFDM發射機的構造成本大大增加；反之，具有窄線性動態范圍的功率放大器雖然可以降低發射機的構造成本，但將導致發射信號出現嚴重的失真，使得OFDM系統性能急劇下降。

現有降低OFDM信號峰平比的方法有很多，例如，迭代濾波法和信號壓擴變換法等。目前眾多壓擴變換方法的主要思路是：利用壓擴函數對信號進行畸變處理。例如X.Huang在“Companding?transform?for?reduction?in?peak-to-average?power?ratio?of?OFDM?signals”中提出了一種線性壓擴變換方法，利用一個分段函數分別對小信號和大信號進行壓擴處理，該方法在對系統性能影響較小的情況下可以有效降低信號峰平比。但該方法僅針對信號峰平比進行優化，卻不能同時對系統的誤碼率BER性能及帶外頻譜擴展性能進行控制；并且該方法中壓擴參數為固定值，不能依據實際信號進行實時的自適應調整?，F代的迭代濾波法則采用迭代結構，通過多次限幅濾波來減小信號的峰平比，利用迭代過程，可以對多個系統性能進行聯合優化控制，但是需要的迭代次數較大，會大大增加系統的計算復雜度。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種將迭代濾波與壓擴變換相結合的正交頻分復用OFDM信號的峰平比抑制方法，以在顯著降低OFDM信號的峰平比PAPR的同時對系統誤碼率BER性能和帶外頻譜擴展性能進行控制，降低系統的計算復雜度，提高系統的整體性能。

實現本發明的基本思想是：將迭代濾波法的迭代思想運用到壓擴變換方法中，通過迭代實現信號的峰平比PAPR性能、帶外頻譜擴展性能及系統誤碼率BER性能的控制及對參數的實時調整，其技術方案包括如下步驟：

1.一種正交頻分復用OFDM信號的峰平比抑制方法，包括以下步驟：

(1)對正交頻分復用OFDM調制信號進行上采樣得到原始OFDM信號x_n，其中，n=0,1,…,JN-1，J表示上采樣因子，N表示OFDM調制包含的子載波個數，JN表示上采樣后OFDM系統包含的子載波個數；

(2)選擇線性分段壓擴函數f(x):

f(x)=1kx,0<|x|≤vkx,|x|>v,]]>

其中，x表示線性函數的輸入信號，f(x)表示線性函數的輸出信號，為第一段函數x的斜率，0<k<1為第二段函數kx的斜率，0<v≤max{|x|}為拐點，|·|是求模運算符，0<|x|≤v表示滿足該條件的輸入信號為小信號，|x|>v表示滿足該條件的輸入信號為大信號；